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文章類型:研究文章

引用:Sungur F, Arslantas MK, Ayanoglu HO(2016)單肺通氣時腦氧飽和度降低對術後認知功能的影響:一項前瞻性觀察性研究。臨床麻醉學雜誌1(3):doi http://dx.doi。org/10.16966/2470 - 9956.111

版權:©2016 Sungur F, et al.。這是一篇開放獲取的文章，根據創作共用署名許可的條款發布，允許在任何媒介上不受限製地使用、分發和複製，前提是要注明原作者和來源。

出版的曆史:

收到日期:4月18日

接受日期:2016年5月17日

發表日期:2016年5月21日

摘要

目的:在胸外科手術中，有許多生理性障礙會影響組織氧合並引起腦飽和度降低。腦飽和度降低的原因主要與圍手術期低氧血症有關，而與血流動力學惡化無關。本研究的目的是評估單肺通氣時腦氧飽和度降低對術後早期和晚期認知功能的影響。

方法:腦組織局部氧飽和度(SctO₂)在這項前瞻性的觀察性研究中，對83例連續接受單肺通氣(OLV)胸外科手術的患者，從麻醉誘導前開始，直到拔管為止，術中使用近紅外光譜(NIRS)進行持續監測。

術前進行簡易精神狀態檢查(MMSE)以排除術前亞臨床癡呆或認知功能障礙。使用一係列標準化神經認知測試評估術後、出院前和一個月的認知功能。我們使用一係列的測試，包括軌跡測試A和B，手指廣度測試，Stroop測試來評估認知衰退。

腦去飽和事件(CDE)被認為是患者在室內空氣中測量的基線飽和度下降20%或更大。估計術中CDE與術後認知能力下降之間的關係。

結果:我們的研究顯示，去飽和組患者術後早期和晚期Trail Making Tests和Stroop Tests的表現明顯受損，而去飽和組和非去飽和組的測試表現趨勢在1個月時有所改善。

結論:腦去飽和事件對術後認知功能有不良影響。這種不良反應隨著時間的推移而下降，但一直持續到術後第一個月結束。長時間的去飽和期會導致認知功能的進一步惡化。因此，應預防和治療腦飽和。腦血氧儀指導治療可減少術後認知功能障礙，同時提高生活質量。

關鍵字

胸外科;單肺通氣;腦稀釋;神經認知下降

簡介

腦氧飽和度的監測在心髒和非心髒手術中變得越來越重要。心髒外科研究表明，治療腦氧飽和度降低可改善術後認知功能，減少並發症[1]。除了心髒外科的研究外，也有研究表明在非心髒外科，如神經外科、頸動脈外科、普外科和胸外科[2]，腦氧飽和度降低的發生率顯著。

在胸外科手術中，有許多生理性障礙會影響組織氧合並引起腦飽和度降低。腦飽和度降低的原因主要與圍手術期低氧血症有關，而與血流動力學惡化無關。腦去飽和的生理障礙主要集中在由單肺通氣(OLV)[3]影響的圍手術期低氧血症。隻有一項發表的研究調查了胸外科手術後的早期認知功能。但在本研究中，胸外科手術後認知功能的測定僅通過一項認知功能測試(小型精神狀態測試)進行評估，該研究的可靠性較低。腦氧飽和度降低增加了行OLV胸外科手術患者術後預後不良的風險[5,6]。因此，更多關於胸外科術後晚期腦飽和度降低對認知功能障礙影響的研究尚缺乏[7]。

微型精神狀態檢查(MMSE)可用於識別術前亞臨床癡呆，這可能是發展術後認知功能障礙(POCD)的危險因素。Trail making test A和B, Digit Span test和Stroop test是在1995年發布的POCD共識推薦中驗證POCD診斷的心理測量測試，用於評估患者[8]的認知表現。Trail Making Tests測量排序能力，精神運動速度，複雜注意力，視覺掃描和心理靈活性[9]。Stroop測驗測量選擇性注意和反應抑製[10]。指距測試是一種廣泛使用的神經心理學測量方法，被稱為注意力和工作記憶測試[11]。

本研究的目的是評估單肺通氣時腦氧飽和度降低對術後早期和晚期認知功能的影響。

材料與方法

研究人群

該研究於2013年11月1日由土耳其伊斯坦布爾馬爾馬拉大學醫學院倫理委員會(主席H. Direskeneli教授)確認並批準(倫理委員會N°09.2013.0279)。研究方案符合《赫爾辛基宣言》。

研究對象從連續83例給予書麵知情同意的患者中招募，年齡為18歲或以上，正在接受選擇性胸外科手術，OLV預計持續時間超過45分鍾。排除先前患有腦部疾病、癡呆、聽力和理解嚴重問題或無法提供知情同意的患者。

腦血氧定量法

在接受外科手術的患者中，不良的腦預後仍然是一個持續的問題。近紅外光譜(NIRS)腦血氧測定是一種連續的、無創的圍手術期監測[12]。利用與脈搏血氧測量相似的原理，光源產生近紅外光束，這些光束穿過組織，並被放置在離光源很短距離的光電器件檢測到。含氧和脫氧血紅蛋白對這些光束的吸收差異決定了腦組織飽和度[13]。

Slater等人注意到，在心髒手術患者中，使用腦氧飽和度測定儀[14]觀察到任何不良反應之前，區域腦氧飽和度的絕對值必須為50%。

在一項類似的研究中，Samra等人[15]顯示，區域腦氧飽和度相對基線下降20%，確定閾值rSO的敏感性為80%，特異性為82%₂清醒頸動脈內膜切除術患者神經功能障礙的價值。

臨床管理

靜脈置管後，全麻前在T4-5或T5-6水平置硬膜外導管，用於術後鎮痛。麻醉用異丙酚2 ~ 2.5 mg kg誘導^－1，芬太尼1-2µg kg^－1羅庫溴銨0.5 mg kg^－1．進一步肌肉放鬆羅庫溴銨0.25 mg kg^－1按臨床需要應用。橈動脈插管用於持續動脈壓。在支氣管鏡引導下插入左側或右側雙腔管。麻醉使用七氟醚(0.8-1.5 MAC)和FiO₂0.40.呼吸機參數包括音量控製模式，呼氣末正壓5 cm H₂O、峰值壓力小於30cm H₂O，潮氣量6- 8ml kg-1，以呼吸速率min^－1維持EtCO₂30 ~ 35mm Hg₂單肺通氣時設1.0。當外周氧飽和度下降到90%以下時，對依賴肺輸注2-4 lt dk-1氧。如果外周飽和度沒有改善，則終止一次肺通氣並切換兩次肺通氣，這些患者被排除在分析之外。此外，圍手術期血流動力學不穩定、接受肌力治療和術後出院到重症監護室的患者也被排除在外。標準監測變量如外周氧飽和度、平均動脈壓(MAP)和心率每5分鍾記錄一次。手術時，患者置於左側或右側臥位。

腦血氧監測

腦血氧計傳感器應用於前額，腦氧飽和度(SctO₂)使用INVOS 5100C (Covidien, CO, USA)腦血氧計從麻醉誘導前開始持續監測，直至拔管。基線SctO₂在患者清醒時測量室內空氣值，並在通過麵罩吸入100%氧氣2分鍾後測量。當患者在室內空氣中測量時，腦氧飽和度較基線飽和度降低20%。此外，根據術中腦血氧測定數據，對低於50%飽和閾值的患者進行重新評估。在手術結束時，記錄單肺通氣時間。

認知能力評估

術前進行簡易精神狀態檢查(MMSE)以排除術前亞臨床癡呆或認知功能障礙。MMSE評分≤25的患者被排除在外。手術後，在患者出院前進行了一係列標準化神經認知測試，並在一個月的隨訪中由一名不知道術中血氧儀值的住院醫生評估術後認知功能。測試單元包括軌跡製作測試A和B，數字跨度測試，Stroop測試。我們打算用軌跡測試來測量排序能力、精神運動速度、複雜注意力、視覺掃描和心理靈活性;選擇注意、反應抑製采用Stroop測驗，注意、工作記憶采用Digit span測驗。本研究采用不同的術前和術後測試來預防學習效應。

統計分析

使用SPSS軟件對數據集進行分析。21.0統計軟件(SPSS Inc.，美國)。數據分析采用描述性統計方法(頻率、百分比、均值、標準差)，並檢驗正態分布，分布采用Kolmogorov - Smirnov檢驗。人口統計學和臨床因素以百分比和中位數表示。在定性數據的比較中，采用Pearson卡方檢驗或Fisher精確檢驗。組間定量資料比較采用Mann-Whitney U檢驗。皮爾遜相關分析，以確定測量之間的關係，在集團內使用。結果在95%置信區間，p<0.05顯著性水平p<0.01和p<0.001顯著性水平在晚期被評估。

結果

2013年11月至2014年5月，83名患者在土耳其馬爾馬拉大學醫院(İstanbul)參加了這項研究，但其中12名患者必須被排除，並分析了71名患者的數據。3例患者被排除在外，因為需要在ICU住院，可能會增加發生POCD的風險。2例患者在開始OLV前誘導時因去飽和而被排除;此外，4例患者因檢測隨訪失敗，2例患者因大出血導致血流動力學不穩定，1例患者因需要肌力性支持而被排除在分析之外。

在我們對71例接受胸部手術的患者的研究中，35%(25例)患者的腦氧飽和度比術前基線值降低了20%以上，38%(27例)患者的腦氧飽和度低於50%。

去飽和組與非去飽和組在性別、年齡、受教育程度、OLV持續時間等方麵差異無統計學意義(p>0,05)。去飽和組的平均腦氧飽和度低於非去飽和組(p< 0.001)(表1)。

表1:基於人口學和臨床因素的去飽和組和非去飽和組的比較
* p < 0, 05
* * p < 0, 01
* * * p < 0001
n:數量;SD:標準差;MW: Mann Whitney U檢驗;X²: ChiSquare檢驗;SctO₂:腦氧飽和度;OLV:單肺通氣

去飽和組患者在早期和晚期Trail Making Tests ' and Stroop Tests '的表現有顯著損害，而去飽和組和非去飽和組的測試表現趨勢在1個月時有所改善(表2)。

表2:出院前和一個月的術後測試結果，各組的腦氧飽和度比基線降低20%
* p < 0, 05
* * p < 0, 01
* * * p < 0001
n:數量;SD:標準差;SctO₂:腦氧飽和度;TMT:試車試驗;DST:數字跨度測試;ST: Stroop測試

在去飽和組中，OLV延長和低於50%閾值的去飽和持續時間與認知測試表現惡化相關(p<0,05)(表3)。

表3:去飽和組認知測試成績與OLV延長與低於50%閾值的去飽和持續時間的相關性分析。
* p < 0, 05
* * p < 0, 01
* * * p < 0001
n:數量;SctO₂:腦氧飽和度;OLV:單肺通氣;TMT:試車試驗;DST:數字跨度測試;ST: Stroop測試;r:相關係數;p:假定值

經過對數據的重新評估，腦氧飽和度下降到50%以下的患者，術後早期和晚期Trail Making Tests和Stroop Tests的表現與腦氧飽和度降低20%的患者相比有明顯的損害(表4)。

表4:出院前和一個月的術後測試結果，分組除以50%腦氧飽和度
* p < 0, 05
* * p < 0, 01
* * * p < 0001
n:數量;SD:標準差;SctO₂:腦氧
TMT:試車試驗;DST:數字跨度測試;ST: Stroop測試

兩種不同的去飽和標準與術後認知功能的關係相似。

在非去飽和組中，年齡與Trail Making測試成績的關係是年齡越大的患者測試成績越差。患者受教育程度的差異影響了手指廣度測試、Stroop測試的表現(表5)。由於去飽和對每個患者的影響不同，我們在去飽和組中沒有看到類似的關係。

表5:非飽和組認知測驗成績與年齡、文化程度的相關性分析。* p < 0, 05
* * p < 0, 01
* * * p < 0001
n:數量;TMT:試車試驗;DST:數字跨度測試;ST: Stroop測試;r:相關係數;p:假定值

討論

我們的研究顯示，去飽和組患者術後早期和晚期Trail Making Tests和Stroop Tests的表現明顯受損，而去飽和組和非去飽和組的測試表現趨勢在1個月時有所改善。

接受OLV胸外科手術的患者顯示腦氧飽和度降低。所有腦去飽和事件都發生在外周氧飽和度高於90%時，外周氧飽和度低於低氧極限90%的患者排除在我們的研究之外。我們研究的主要結果是OLV期間的大腦飽和與認知測試表現的惡化相關。

由於低氧血症，OLV伴隨顯著的生理紊亂，如動脈氧飽和度降低，心排血量改變和炎症過程激活[16]。長時間的OLV會導致嚴重的氧化應激和自由基生成[17]。在OLV期間，低氧血症發作觸發影響神經遞質係統的前炎細胞因子，表明炎症過程與神經認知表現之間存在關係[18,19]。同樣，我們的研究表明，OLV延長導致低氧發作持續時間延長與去飽和組認知測試表現惡化相關。

心髒和非心髒手術的研究表明，腦氧飽和度降低與認知功能障礙[20]有關。

年齡大於18歲[21]的非心髒手術後一周POCD的發生率為19-41%。胸外科術後認知功能障礙的發生率仍是未知的，經常被低估。術後患者可能會經曆POCD，從而降低生活質量。目前對POCD沒有足夠的治療方法，但應確定並消除危險因素。術中監測腦氧飽和度有助於發現和預防腦飽和度降低及可能的POCD[18]。

在OLV期間的胸外科手術中，腦氧飽和度較基線飽和度降低20%的發生率為57%[5]，56%[4]，70%[6]，27%[22]，並在研究中顯示出多樣性。發病率的變化取決於對基線腦氧飽和度的不同評估，因此需要改變腦去飽和的定義。在我們的研究中，在室內空氣麻醉誘導前評估了基線腦氧飽和度，35%的患者出現了腦氧飽和度下降。

Tang等人[5]和Kazan等人[4]估計了在他們的研究中清醒的患者通過口罩呼吸100%氧氣2分鍾後的基線腦氧飽和度。在另一項研究中，Hemmerling等人評價基線腦飽和度為OLV前的最高腦氧飽和度值。Brinkman等[22]估計基線腦飽和度為兩次肺通氣時最高的腦氧飽和度值。

Brinkman等[22]記錄誘導前、誘導後、兩次肺通氣時、一次肺通氣時患者在室內空氣中的腦氧飽和度。腦氧飽和度誘導前，兩次肺通氣誘導後升高13%，一次肺通氣誘導後開始下降。在誘導或2分鍾後，通過麵罩吸入100%氧氣後，基線腦氧飽和度值增加，基線氧飽和度值較增加值降低20%，並不能反映正確的去飽和事件。因此，去飽和的發生率很高。在這些研究中，去飽和的發生率被認為不具有臨床意義，這為這些研究增加了一個重要的局限性。因此，我們需要更多的研究來證明真實的去飽和事件和去飽和事件的頻率，以確定臨床結果與去飽和期[7]的相關性。

在我們的研究中，基線腦氧飽和度是在患者處於室內空氣中時測量的，因為基線腦氧飽和度時患者的認知功能被認為是正常的。我們試圖證明真正的去飽和發生率和與認知功能惡化的關係。在此，記錄患者在室內空氣中清醒時的基線腦氧合值，以及通過麵罩吸入100%氧氣2分鍾後的基線腦氧合值，以觀察術中腦去飽和是否有差異。當考慮到吸入100%氧氣2分鍾後的基線腦氧合時，我們觀察到另外6例患者出現腦飽和。但是，在我們的研究中沒有考慮到在呼吸100%氧氣2分鍾後記錄基線腦氧合的患者的分析。

神經係統改變和局部缺血患者的腦氧飽和度相對降低20%。這一下降被認為是臨界值，因此敏感性和特異性為80%[23,24]。但是，對於臨界腦去飽和的定義，目前尚無共識。在先前的研究中，腦飽和度降低被定義為從基線下降或絕對閾值(即下降到腦飽和度的50%以下)[7]。在我們的研究中，腦氧飽和度記錄為比基線飽和度降低20%和低於50%飽和閾值，該閾值是由患者在室內空氣中測量的，以確定哪些腦氧飽和度標準是顯著的。根據我們的研究結果，35%的患者比基線值下降了20%，38%的患者的腦飽和度下降到50%以下。認知測試表現的惡化(在Trail Making test和Stroop test中)通過使用這兩種大腦去飽和標準被發現相似。

迄今為止，大多數胸外科研究[4-6,22]強調大腦去飽和，使用FORESIGHT腦血氧計顯示絕對值，沒有趨勢。在我們的研究中，我們使用了INVOS腦血氧儀(Covidien, CO, USA)，它可以顯示基線飽和值的下降，並評估曲線下的麵積，也可以顯示絕對值。

Tang等人[5]顯示了僅通過MMSE評估的去飽和與認知功能障礙之間的關係。MMSE是醫學和神經心理學研究中最廣泛用於篩查認知狀態的測量方法。但是，使用MMSE進行重新測試可能會導致參與者記住一些問題，並排練之前給出的答案。此外，在重新測試之前，這個人知道將進行認知測試，並且更加警惕[25]。MMSE已被考慮用於確定阿爾茨海默氏症中的總體認知變化，並被設計為在單次會議中進行，以估計絕對功能。該測試不適合用於評估POCD，因為它不是用來測量認知功能的變化[26]。

在我們的研究中，我們術前使用MMSE來確定患有認知功能障礙或癡呆的患者，然後將他們排除在研究之外。術後采用1995年一致推薦的四種不同的測試來評估認知功能，如排序能力、精神運動速度、複雜注意、視覺掃描、心理靈活性、選擇性注意、反應抑製、工作記憶。我們結合了一組測試，以提供高水平的靈敏度，並增加檢測認知功能惡化的可能性。本研究采用不同的術前和術後測試來預防學習效應。

在去飽和組，患者在Trail Making Test和Stroop Test(測量額葉精神運動速度、複雜和選擇性注意、視覺掃描和心理靈活性、信息處理速度、反應抑製和執行功能)方麵表現明顯受損。

雖然兩組的測試性能趨勢在一個月後都有所改善，但去飽和組的測試性能仍低於非去飽和組。一個月後的這種改善可以解釋為重新測試後的學習或認知功能的恢複，但組間認知測試表現的差異一直保持在1個月。

有研究顯示右側手術是OLV[28]期間低氧血症的危險因素，而在我們的研究中，患者腦飽和度降低與手術側無統計學意義。

總之，接受OLV的患者會出現腦氧飽和度降低。腦氧飽和度降低對術後認知功能有不良影響。這種不良反應隨著時間的推移而下降，但一直持續到術後第一個月結束。長時間的去飽和期會導致認知功能的進一步惡化。因此，應預防和治療腦飽和。腦血氧儀指導治療可減少術後認知功能障礙，同時提高生活質量。

財務信息披露

這項工作得到了土耳其伊斯坦布爾馬爾馬拉大學醫院麻醉科的支持。

利益衝突

一個也沒有。

參考文獻

1. Murkin JM, Adams SJ, Novick RJ, Quantz M, Bainbridge D，等(2007)冠狀動脈搭橋手術期間監測腦氧飽和度:一項隨機、前瞻性研究。anestanagang 104: 51-58。［Ref。］
2. Williams-Russo P, Sharrock NE, Mattis S, Szatrowski TP, Charlson ME(1995)老年人硬膜外麻醉與全身麻醉對認知的影響。Jama 274: 44-50。［Ref。］
3. Ward DS(2011)胸外科術中通氣策略。見:胸外科麻醉原理與實踐297-308。［Ref。］
4. Kazan R, Bracco D, Hemmerling TM(2009)胸外科手術期間用絕對腦氧飽和度測量降低的腦氧飽和度與術後並發症相關。麻醉學雜誌103:811-816。［Ref。］
5. 唐麗玲，王麗娟，王麗娟，等。(2012)胸外科手術中腦氧飽和度降低與早期認知功能障礙的相關性研究。中華麻醉學雜誌108:623-629。［Ref。］
6. Hemmerling TM, Bluteau MC, Kazan R, Bracco D(2008)使用絕對血氧儀測量單肺通氣時腦氧飽和度顯著降低。麻醉學101:870-875。［Ref。］
7. Mahal I, Davie SN, Grocott HP(2014)腦血氧測量和胸外科。麻醉學雜誌27:21-27。
8. Rundshagen I(2014)術後認知功能障礙。Dtsch Arztebl Int 111: 119-125。［Ref。］
9. 陳曉明，陳曉明，陳曉明，楊曉明，等(2008)青少年創傷性腦損傷綜合試驗的臨床意義。Arch臨床神經精神病學23:351-358。［Ref。］
10. Uran P, Kılıç BG(2014)兒童注意缺陷多動障礙和重度情緒調節障礙的神經心理表現和行為模式比較。歐洲兒童青少年精神病學24:21-30。［Ref。］
11. Choi HJ, Lee DY, Seo EH, Jo MK, Sohn BK(2014)不同教育程度的老年人口手指跨度的規範性研究。精神病學調查11:39 -43。［Ref。］
12. Rohlwink UK, Figaji AA(2010)監測腦氧合的方法。兒童神經係統26:453-464。［Ref。］
13. 王曉明，王曉明，王曉明，王曉明。(2016)長時間缺血對人體骨骼肌微循環的影響。臨床監測計算。
14. 史雷特JP, Guarino T, Stack J, Vinod K, Bustami RT，等。(2009)腦氧飽和度降低與心髒手術後認知能力下降和住院時間延長有關。Ann Thorac外科87:36-45。［Ref。］
15. Samra SK, Dy EA, Welch K, Dorje P, Zelenock GB，等(2000)“頸動脈內膜切除術期間腦血氧計作為腦缺血監測的評估。麻醉學93:964-970。［Ref。］
16. Levin AI, Coetzee JF, Coetzee A(2008)動脈氧合和單腔麻醉。麻醉學21:28-36。［Ref。］
17. 李誌強，李誌強，李誌強，等。(2005)肺癌患者術後肺氧化應激的研究進展。單肺通氣的作用。歐洲心肺外科27:379-382。［Ref。］
18. Tomasi R, von Dossow-Hanfstingl V(2014)危重護理策略改善胸外科神經認知預後。麻醉學雜誌27:44-48。［Ref。］
19. 程玉傑，陳克春，陳永昌，孫文忠，林佳傑(2006)單肺通氣過程中氧化應激的研究。中華胸心外科雜誌132:513-518。［Ref。］
20. 馮國強，李誌強，李誌強(2009)心血管手術後認知功能障礙。密涅瓦麻醉藥75:329-332。［Ref。］
21. Coburn M, Fahlenkamp A, Zoremba N, Schaelte G(2010)術後認知功能障礙的發生率和預防。麻醉師59:177-184。［Ref。］
22. Brinkman R, Amadeo RJ, Funk DJ, Girling LG, Grocott HP，等(2013)單肺通氣時腦氧飽和度降低與血流動力學變量的相關性。麻醉60:660-666。［Ref。］
23. 陳誌強，陳誌強，陳誌強，等。(2000)腦血氧儀在頸動脈內膜切除術中監測腦缺血的作用。麻醉學93:964-970。［Ref。］
24. 譚st(2008)心髒手術中的腦血氧測定。香港醫學雜誌14:220-225。［Ref。］
25. 湯博TN(2005)對MMSE和3MS的可靠係數和5年變化分數進行了再測試。Arch臨床神經精神病學20:485-503。［Ref。］
26. Lewis M, Maruff P, Silbert B(2004)定義術後認知功能障礙的統計學和概念問題。>。生物行為Rev 28: 433-440。［Ref。］
27. 馮國強，李誌強，劉誌強(2010)術後認知功能障礙研究的方法學問題［Ref。］
28. Dunn PF(2000)側臥位和單肺通氣的生理學研究。麻醉臨床38:25-53。［Ref。］

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